Вивчення антимікробних властивостей екстрактів грибів Hericium

Кайрат Мустафін, Жанара Сулейменова, Нурлан Ахметсадиков, Ніна Бісько, Айгерім Жакіпбекова
Отримано: 18.11.2024 Доопрацьовано: 05.05.2025 Прийнято: 28.05.2025
Взято з Том 28, № 6, 2025 Сторінки: 77-88
Завантажити статтю Читати статтю

Анотація

Метою роботи було дослідження протимікробних та антимікотичних властивостей 14 штамів грибів роду Hericium sp. Для отримання антибіотичних речовин рослини вирощували поверхнево або глибинно в рідкому поживному середовищі, після чого проводили спиртову та етилацетатну екстракцію з висушеного міцелію та культуральної рідини; для кількісної оцінки антибіотичної активності екстракти рослин перевіряли методом дисків та лунок на твердому поживному середовищі, двох тест-культур мікроміцетів, трьох тестових грамнегативних бактеріях та трьох тестових грампозитивних бактеріях; мінімальну інгібуючу концентрацію встановлювали методом розведення за оптичною ділянкою, що дозволяє виявити антимікотичні властивості гриба. Жоден зі штамів Hericium sp. не виявив антимікотичних властивостей рослин. Антимікробна дія культуральної рідини загалом виявилася сильнішою, ніж екстрактів із міцелію. В експерименті з поверхневого культивування сильне пригнічення росту тест-культур спостерігали на 7 і 14 добу вирощування Hericium sp. Зони пригнічення росту Escherichia coli становили 17,5 см для H. erinaceus 977 та 19,0 см для H. erinaceus 2536; стерильні зони на чашці з Micrococcus luteus визначалися діаметрами 21,2 см для культуральної рідини H. erinaceus 2530, 19,2 см для міцеліального екстракту H. erinaceus 977 та 17,8 см для гомогенату біомаси (ГБ) H. erinaceus 2536. Тривале глибинне культивування протягом 60 діб сприяло накопиченню антибактеріальних сполук, ефективних проти Staphylococcus aureus: діаметр стерильної зони на 60 добу становив 30 см для екстрактів із біомаси H. erinaceus 2530, H. cirrhatum 2393, H. coralloides 2332. Найсильнішу антимікробну дію зафіксовано в культуральної рідини H. coralloides 2332 на 21 добу росту (32,1 см). Мінімальні інгібуючі концентрації щодо S. aureus детермінувалися діапазоном 50-1,900 мкг/мл для H. erinaceus 2530, H. coralloides 2332, H. cirrhatum 2393. Загалом, вища антибіотична активність зафіксована проти грампозитивних мікроорганізмів (S. aureus), незначна – проти грамнегативних (Pseudomonas aeruginosa). Отримані дані можуть використовуватися в подальших лабораторних напрацюваннях з ідентифікації та кількісного визначення нових антибіотиків, що синтезуються грибами роду Hericium sp.

Ключові слова

антибіотики; антимікотики; поверхневе культивування; глибинне культивування; мінімальна інгібуюча концентрація

  1. Brandalise, F., Roda, E., Ratto, D., Goppa, L., Gargano, M.L., Cirlincione, F., Priori, E.C., Venuti, M.T., Pastorelli, E., Savino, E., & Rossi, P. (2023). Hericium erinaceus in neurodegenerative diseases: From bench to bedside and beyond, how far from the shoreline? Journal of Fungi, 9(5), article number 551. doi: 10.3390/jof9050551.
  2. Chen, S.-K., Liu, J.-J., Wang, X., Luo, H., He, W.-W., Song, X., Yin, J.-Y., & Nie, S.P. (2024). Self-assembled near-infrared-photothermal antibacterial Hericium erinaceus β-glucan/tannic acid/Fe (III) hydrogel for accelerating infected wound healing. Carbohydrate Polymers, 348, article number 122898. doi: 10.1016/J. Carbpol.2024.122898.
  3. Cui, W., Song, X., Li, X., Jia, L., & Zhang, C. (2023). Structural characterization of Hericium erinaceus polysaccharides and the mechanism of anti-T2DM by modulating the gut microbiota and metabolites. International Journal of Biological Macromolecules, 242(4), article number 125165. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2023.125165.
  4. Darby, E.M., Trampari, E., Siasat, P., Gaya, M.S., Alav, I., Webber, M.A., & Blair, J.M.A. (2023). Molecular mechanisms of antibiotic resistance revisited. Nature Reviews. Microbiology, 21, 280-295. doi: 10.1038/s41579-022-00820-y.
  5. Darmasiwi, S., Aramsirirujiwet, Y., & Kimkong, I. (2022). Antibiofilm activity and bioactive phenolic compounds of ethanol extract from the Hericium erinaceus basidiome. Journal of Advanced Pharmaceutical Technology & Research, 13(2), 111-116. doi: 10.4103/japtr.japtr_1_22.
  6. Fisher, J.F., & Mobashery, S. (2020). Constructing and deconstructing the bacterial cell wall. Protein Science, 29(3), 629-646. doi: 10.1002/pro.3737.
  7. Ghosh, S., Nandi, S., Banerjee, A., Sarkar, S., Chakraborty, N., & Acharya, K. (2021). Prospecting medicinal properties of lion’s mane mushroom. Journal of Food Biochemistry, 45, article number e13833. doi: 10.1111/ jfbc.13833.
  8. Gravina, A.G., et al. (2023). Hericium erinaceus, a Medicinal fungus with a centuries-old history: Evidence in gastrointestinal diseases. World Journal of Gastroenterology, 29(20), 3048-3065. doi: 10.3748/wjg.v29. i20.3048.
  9. Huemer, M., Mairpady Shambat, S., Brugger, S.D., & Zinkernagel, A.S. (2020). Antibiotic resistance and persistence-implications for human health and treatment perspectives. EMBO Reports, 21, article number e51034. doi: 10.15252/embr.202051034.
  10. Kawagishi, H. (2021). Chemical studies on bioactive compounds related to higher fungi. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 85(1), 1-7. doi: 10.1093/bbb/zbaa072.
  11. Khatib, S., Pereman, I., Kostanda, E., Zdouc, M.M., Ezov, N., Schweitzer, R., & van der Hooft, J.J.J. (2025). Olive mill solid waste induces beneficial mushroom-specialized metabolite diversity revealed by computational metabolomics strategies. Metabolomics, 21, article number 58. doi: 10.1007/s11306-025-02257-9.
  12. Kolesnyk, O. (2023). Diversity of fungi in the Carpathian Mountains: Literature review and investigation of current biological and ecological aspects. Biological Systems: Theory and Innovation, 14(2), 48-54. doi: 10.31548/ biologiya14(3-4).2023.004.
  13. Kostanda, E., Musa, S., & Pereman, I. (2024). Unveiling the chemical composition and biofunctionality of Hericium spp. fungi: A comprehensive overview. International Journal of Molecular Sciences, 25(11), article number 5949. doi: 10.3390/ijms25115949.
  14. Krychkovska, L., Bobro, M., Birta, G., Karpushyna, S., & Grytzaenko, Yu. (2025). Application of biologically active substances in agriculture preparations. Plant and Soil Science, 16(1), 9-22. doi: 10.31548/plant1.2025.09.
  15. Lazur, J., Kała, K., Krakowska, A., Sułkowska-Ziaja, K., Szewczyk, A., Piotrowska, J., Rospond, B., Fidurski, M., Marzec, K., & Muszyńska, B. (2024). Analysis of bioactive substances and essential elements of mycelia and fruiting bodies of Hericium spp. Journal of Food Composition and Analysis, 127, article number 105981. doi: 10.1016/j.jfca.2024.105981.
  16. Makhamrueang, N., Sirilun, S., Sirithunyalug, J., Chaiyana, W., Wangcharoen, W., Peerajan, S., & Chaiyasut, C. (2021). Effect of pretreatment processes on biogenic amines content and some bioactive compounds in Hericium erinaceus extract. Foods, 10(5), article number 996. doi: 10.3390/foods10050996.
  17. Mishra, R., Panda, A.K., De Mandal, S., Shakeel, M., Bisht, S.S., & Khan, J. (2020). Natural anti-biofilm agents: Strategies to control biofilm-forming pathogens. Frontiers in Microbiology, 11, article number 566325. doi: 10.3389/fmicb.2020.566325.
  18. Pikovskyi, M., Markovska, O., Dudchenko, V., Melnyk, V., Solomiichuk, M., & Krukovskyi, R. (2023). Influence of nutrition media and temperature on the growth and development of the Fusarium Oxysporum F. Sp. Cucumerinum Owen – the causative agent of fusarium wilt of cucumber. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 19(6). doi: 10.31548/dopovidi6(106).2023.001.
  19. Qi, J., Wu, J., Kang, S., Gao, J., Hirokazu, K., Liu, H., & Liu, C. (2024). The chemical structures, biosynthesis, and biological activities of secondary metabolites from the culinary-medicinal mushrooms of the genus Hericium: A review. Chinese Journal of Natural Medicines, 22(8), 676-698. doi: 10.1016/s1875-5364(24)60590-x.
  20. Sevindik, M., Gürgen, A., Khassanov, V.T., & Bal, C. (2024). Biological activities of ethanol extracts of Hericium erinaceus obtained as a result of optimization analysis. Foods, 13(10), article number 1560. doi: 10.3390/ foods13101560.
  21. Shuvar, I., Korpita, H., Shuvar, A., Shuvar, B., Balkovskyi, V., Kosylovych, H., & Dudar, I. (2022). Relationship of potato yield and factors of influence on the background of herbological protection. Open Agriculture, 7(1), 920925. doi: 10.1515/opag-2022-0153.
  22. Skliar, I., Skliar, V., Klymenko, A., Sherstiuk, M., & Zubtsova, I. (2020). Growth signs of nymphaea candida in various ecological and cenotic conditions of Desna Basin (Ukraine). AgroLife Scientific Journal, 9(1), 316-323.
  23. Song, X., Gaascht, F., Schmidt-Dannert, C., & Salomon, C.E. (2020). Discovery of antifungal and biofilm preventative compounds from mycelial cultures of a unique North American Hericium sp. fungus. Molecules, 25(4), article number 963. doi: 10.3390/molecules25040963.
  24. Suleiman, W.B., Shehata, R.M., & Younis, A.M. (2022). In vitro assessment of multipotential therapeutic importance of Hericium erinaceus mushroom extracts using different solvents. Bioresources and Bioprocessing, 9, article number 99. doi: 10.1186/s40643-022-00592-6.
  25. Sum, W.C., Gonkhom, D., Ibrahim, M.A.A., Stadler, M., & Ebada, S.S. (2023). New isoindolinone derivatives isolated from the fruiting bodies of the basidiomycete Hericium coralloides. Mycological Progress, 23, article number 4. doi: 10.1007/s11557-023-01941-1.
  26. Szu ko-Kociuba, I., Trzeciak-Ryczek, A., Kupnicka, P., & Chlubek, D. (2023). Neurotrophic and neuroprotective effects of Hericium erinaceus. International Journal of Molecular Sciences, 24(21), article number 15960. doi: 10.3390/ijms242115960.
  27. Tan, Y.-F., Mo, J.-S., Wang, Y.-K., Zhang, W., Jiang, Y.-P., Xu, K.-P., Tan, G.-S., Liu, S., Li, J., & Wang, W.-X. (2024). The Ethnopharmacology, phytochemistry and pharmacology of the genus Hericium. Journal of Ethnopharmacology, 319(3), article number 117353. doi: 10.1016/j.jep.2023.117353.
  28. Turk, A., Yeon, S.W., Ryu, S.H., Ko, S.M., Kim, B.S., Hwang, B.Y., & Lee, M.K. (2021). Effect of culture conditions on the content of Hericene A, an α-Glucosidase inhibitory constituent of Hericium erinaceus. Horticultural Science, 288, article number 110407. doi: 10.1016/j.scienta.2021.110407.
  29. Wu, L., Hu, Z., Lv, Y., Ge, C., Luo, X., Zhan, S., Huang, W., Shen, X., Yu, D., & Liu, B. (2024). Hericium erinaceus polysaccharides ameliorate nonalcoholic fatty liver disease via gut microbiota and tryptophan metabolism regulation in an aged laying hen model. International Journal of Biological Macromolecules, 273(1), article number 132735. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.132735.
  30. Zubtsova, I., Penkovska, L., Skliar, V., & Skliar, I. (2019). Dimensional features of cenopopulations of some species of medicinal plants in the conditions of north-east Ukraine. AgroLife Scientific Journal, 8(2), 191-201.
Mustafin, K., Suleimenova, Zh., Akhmetsadykov, N., Bisko, N., & Zhakipbekova, A. (2025). Study of antimicrobial properties of Hericium fungal extracts. Scientific Horizons, 28(6), 77-88. https://doi.org/10.48077/scihor6.2025.77